医学进展
2021年02月号

星形胶质细胞吞噬成年海马突触以维持大脑可塑性

作者:生命新知

我们的大脑在学习和记忆的过程中不断产生新的神经元连接。在成人的海马体中,突触不断地形成和消除。然而,目前还不清楚成人大脑中的突触是如何被清除的。

韩国科学技术高等研究院的Won-Suk Chung和韩国脑科学研究所的Hyungju Park团队研究发现,星形胶质细胞的吞噬作用对维持海马突触的连接和可塑性非常重要。

研究人员通过荧光吞噬报告,发现成年小鼠海马CA1区的神经胶质吞噬可以消除兴奋性和抑制性突触。出乎意料的是,研究人员发现星形胶质细胞在神经元活动依赖的兴奋性突触消除中起着重要作用。此外,在星形胶质细胞缺乏吞噬细胞受体MEFG10的小鼠中,兴奋性突触的消除减少,导致过多功能受损的突触累积。

最后,Mefg-10基因敲除小鼠表现出长期突触可塑性缺陷和海马记忆形成受损。总之,研究数据为星形胶质细胞通过MEFG10消除成人海马中不必要的兴奋性突触连接提供了强有力的证据,星形胶质细胞的功能对维持认知功能至关重要。

该研究发现具有重要的意义。同时,也提出了一些有趣的问题。例如,MEFG10如何在对神经元活动的反应中消除不必要的兴奋性突触,而不是抑制性突触;以及星形细胞的吞噬能力是否在衰老或神经系统疾病中发生变化。过度突触连接的大脑会表现出突触可塑性和认知功能的损坏。因此,通过调节MEFG10来恢复突触连接可能是治疗涉及突触病变的脑部疾病的新策略(见图1)。

参考文献:Joon-Hyuk L, Ji-young K, Seulgi N, et al. Astrocytes phagocytose adult hippocampal synapses for circuit homeostasis[J]. Nature,2021,590:612-617.

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